低温冷却切削加工研究与应用.pdf

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1、新技术新工艺2015年第5期低温冷却切削加工研究与应用乔培平(陕西工业职业技术学院机械工程系，陕西成阳712000)摘要：研究了低温冷却切削加工的工作原理，介绍了低温切削装置的组成及特点，并对其类型及应用过程做了较详细的分析说明。最后，通过2个实例介绍了其应用情况，结果表明，低温冷却切削难加工材料均取得了良好效果，有一定参考价值，是一种值得推广的切削方式。关键词：低温冷却切削；难加工材料；刀具使用寿命；切削温度中图分类号：TG5文献标志码：AResearchandApplicationofLowTemperatureCoolingMachiningQIAOPei

2、ping(CollegeofMechanicalEngineering，ShaanxiIndustrialVocationalandTechnical，Xianyang712000，China)Abstract：Thepaperstudiedtheworkingprincipleoflowtemperaturecoolinglathemachining，introducedthecomposi—tionandcharacteristicsoflowtemperaturecuttingdevice，andmadedetailedanalysisforthetype

3、andapplicationofprocess．Finally，twoexamplesintroduceditsapplicationsituation．Theresultsshowedthatthelowtemperaturecoolingcuttingofdifficulttomachinematerialshadachievedgoodeffects，andhadacertainreferencevalue，itwasworthypopularizing．Keywords：lowtemperaturecoolingturning，hardprocessin

4、gmaterial，servicelifeofthecutter，cuttingtemperature随着制造业的发展，新材料不断涌现，有些材料低温切削不锈钢时，刀具使用寿命可提高3～5倍。具有高强度、高硬度、良好的化学惰性和很低的热导据有关资料介绍I2]，工件温度在一2O℃时，积屑瘤率，采用常规加工方法和常用刀具材料对其进行加工基本被抑制，<一2O℃时，不仅积屑瘤消失，而且在很难取得满意的结果。而采用低温加工系统对这些加工表面上可清晰地观察到切削刃原形的刻印痕极难加工的材料进行干切削却表现出了优异的效果。迹，大幅度减小了其表面粗糙度值；同时，低温冷却低温冷却切

5、削是利用液态氮(一186℃)、液体技术有利于切屑的折断。CO(～76℃)及其他低温液体或气体的冷却特性，i低温冷却切削的分类通过特定装置将冷却气体或液体送入切削区，来降低切削区温度的切削加工方法。采用该方法，可极低温冷却切削加工通常按以下方法进行分类。大地提高刀具使用寿命和生产效率，显著改善加工1)根据冷却对象不同，将低温冷却切削分为冷精度和表面质量，还可以使切削点低温化，不仅使工却刀具的低温冷却切削(见图1)和冷却工件的低温件材料局部变脆，有利于切屑的撕裂，降低切削负冷却切削(见图2)。荷，同时也防止了刀具自身的软化，减少了与工件之间的摩擦、粘接、扩散和相变磨

6、损，使刀具使用寿命得到提高，尤其适合钛、镁、铝、钼和不锈钢等难加工材料和薄壁材料的加工。低温切削装置的原理如下：1)利用瓶装液体CO的自喷对切削区直接冷却；2)用经干燥的空气维持杜瓦瓶的恒压，利用虹吸原理让压缩空气从瓶图1冷却刀具的低温图2冷却工件的低温中抽出液态氮，经特制的喷嘴喷向切削区；3)采用液冷却切削原理冷却切削原理态氮或CO从外部冷却工件，从降低切削区的目温2)根据冷却形式不同，将低温冷却切削分为内度。有的采用刀具内部制冷方法，甚至把刀具与冷冷式切削(见图3)和外冷式切削(见图4)。外冷式冻机直接相连对刀具进行循环冷却，效果也很明显。只使工件或刀具表面

7、温度降低，内部温度仍然较高；试验证明_1]，低温切削钛合金、不锈钢、高强度及耐内冷式可使整个工件或刀具温度一致，切削效果比磨铸铁等均能取得良好效果。低温切削钛合金时，外冷式好。切削温度可降低300400℃，磨削力可减小6O。3)根据制冷方式的不同，将低温冷却切削分为机112《新技术新工艺》试验与研究试验研究径一0．88mm。其磨损曲线如图6所示，测得的切削温度如图7所示。试验结果表明，采用液氮循环冷却刀具的方法低温加工钛合金时，刀具的磨损明显减小，切削温度降低约4O％，工件表面粗糙度大幅度减小。由此可见，低温冷却的效果非常明显，而且液氮是一种很容易获得的原料，价

8、格便宜，还可图3内冷式低